stringtranslate.com

Оксид меди(II)

Оксид меди (II) или оксид меди (II ) — неорганическое соединение с формулой CuO. Это черное твердое вещество, один из двух стабильных оксидов меди , другой — Cu2O или оксид меди (I) (оксид меди). Как минерал , он известен как тенорит , или иногда черная медь. Это продукт добычи меди и предшественник многих других медьсодержащих продуктов и химических соединений. [3]

Производство

Он производится в больших масштабах пирометаллургией , как один из этапов извлечения меди из ее руд. Руды обрабатываются водной смесью карбоната аммония , аммиака и кислорода , чтобы в конечном итоге получить карбонаты аммиачных комплексов меди(II) , такие как [Cu(NH 3 ) 4 ]CO 3 . После извлечения из остатков и после отделения от примесей железа, свинца и т. д. карбонатная соль разлагается паром, чтобы получить CuO. [3]

Его можно получить путем нагревания меди на воздухе при температуре около 300–800 °C:

2Cu + O2 → 2CuO

Для лабораторного использования оксид меди(II) удобно получать пиролизом нитрата меди(II) или основного карбоната меди(II) : [4]

2 Cu(NO 3 ) 2 → 2 CuO + 4 NO 2 + O 2 (180°С)
Cu 2 (OH) 2 CO 3 → 2 CuO + CO 2 + H 2 O

Также была продемонстрирована дегидратация гидроксида меди:

Cu( OH ) 2 → CuO + H2O

Реакции

Оксид меди(II) реагирует с минеральными кислотами, такими как соляная кислота , серная кислота и азотная кислота , образуя соответствующие гидратированные соли меди(II): [4]

CuO + 2 HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O
CuO + 2 HCl → CuCl 2 + H 2 O
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

В присутствии воды реагирует с концентрированной щелочью с образованием соответствующих солей купрата :

2 NaOH + CuO + H 2 O → Na 2 [Cu(OH) 4 ]

Его также можно восстановить до металлической меди с помощью водорода , оксида углерода и углерода :

CuO + H2 → Cu + H2O
CuO + CO → Cu + CO 2
2CuO + C → 2Cu + CO 2

При замене оксида железа в термите на оксид меди получается слабовзрывчатая, а не зажигательная смесь.

Структура и физические свойства

Оксид меди(II) относится к моноклинной кристаллической системе . Атом меди координирован 4 атомами кислорода в приблизительно квадратной плоской конфигурации. [1]

Работа выхода объемного CuO составляет 5,3 эВ . [5]

Использует

Как важный продукт добычи меди, оксид меди(II) является исходным материалом для производства многих других солей меди. Например, многие консерванты для древесины производятся из оксида меди. [3]

Оксид меди используется в качестве пигмента в керамике для получения синей, красной и зеленой, а иногда серой, розовой или черной глазури. [3]

Его неправильно используют в качестве пищевой добавки в кормах для животных . [6] Из-за низкой биологической активности усваивается незначительное количество меди. [7]

Применяется при сварке медных сплавов . [8]

Электрод из оксида меди входил в состав раннего типа батареи, известного как элемент Эдисона–Лаланда . Оксид меди также использовался в литиевой батарее ( код IEC 60086 «G»).

Пиротехника и фейерверки

Используется как умеренно синий краситель в композициях с синим пламенем с дополнительными донорами хлора и окислителями, такими как хлораты и перхлораты. Обеспечивая кислородом, он может использоваться как окислитель для вспышек порошка с металлическим топливом, таким как магний, алюминий или магналиевый порошок. Иногда он используется в стробоскопических эффектах и ​​термитных композициях в качестве эффекта потрескивающих звезд.

Похожие соединения

Примером природного оксида меди (I,II) является минерал парамелаконит , Cu + 2 Cu 2+ 2 O 3 . [9] [10]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Влияние гидростатического давления на структуру CuO при температуре окружающей среды, Forsyth JB, Hull S., J. Phys.: Condens. Matter 3 (1991) 5257–5261, doi :10.1088/0953-8984/3/28/001. Кристаллографическая точечная группа : 2/m или C 2h . Пространственная группа : C2/c. Параметры решетки: a = 4,6837(5), b = 3,4226(5), c = 5,1288(6), α = 90°, β = 99,54(1)°, γ = 90°.
  2. ^ abc NIOSH Карманный справочник по химическим опасностям. "#0150". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ abcd Ричардсон, Х. Уэйн (2002). "Соединения меди". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a07_567. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ ab O. Glemser и H. Sauer (1963). "Медь, серебро, золото". В G. Brauer (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . Т. 1. NY, NY: Academic Press.
  5. ^ FP Koffyberg и FA Benko (1982). "Фотоэлектрохимическое определение положения краев зоны проводимости и валентной зоны CuO p-типа". J. Appl. Phys . 53 (2): 1173. Bibcode :1982JAP....53.1173K. doi :10.1063/1.330567.
  6. ^ "Использование соединений меди: другие соединения меди". Ассоциация развития меди. 2007. Архивировано из оригинала 2013-08-15 . Получено 2007-01-27 .
  7. ^ Бейкер, Дэвид Х. (1999). «Оксид меди не следует использовать в качестве добавки к меди ни для животных, ни для людей». Журнал питания . 129 (12): 2278–2279. doi :10.1093/jn/129.12.2278. PMID  10573563.
  8. ^ "Cupric Oxide Data Sheet". Hummel Croton Inc. 2006-04-21. Архивировано из оригинала 2011-07-07 . Получено 2007-02-01 .
  9. ^ "Парамелаконит".
  10. ^ «Список минералов». 21 марта 2011 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Оксид меди(II) .